基于PSO和RBFNN的隧道交通照明系统智能控制方法与流程

文档序号:21888939发布日期:2020-08-18 17:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于pso和rbfnn的隧道交通照明系统智能控制方法,其特征是包括以下步骤:

(1)根据隧道的照明条件,由径向基函数神经网络rbfnn确定照明系数;

在隧道的各位置安置m个传感器来测量n盏灯对该位置的照度贡献;将灯和传感器的位置维数由三维降低为二维;

将传感器的位置和每个灯对这些传感器的照度贡献作为训练数据,建立出rbfnn模型,即:所有传感器的位置(x,y)和每个灯的序号i作为rbfnn的输入,照明系数aij作为rbfnn的输出,其中,n盏灯的序号为1,…,i,…,n;i为灯的序号;n为灯的总数;m个传感器的序号为1,…,j,…,m;j为传感器的序号,m为传感器的总数;照明系数aij为灯i对于传感器j所在位置的照度贡献比;

则每盏灯对所有传感器的照度贡献形成一个rbfnn,有n盏灯就有n个rbfnn网络;

(2)将照明系数aij输入粒子群优化算法pso中;

(3)对粒子群优化算法pso中粒子群的各个粒子的位置和速度进行初始化;

各个粒子的位置初始化为:(f1,f2,...,fn);其中,f1,f2,...,fn分别为灯1,2,…,n的亮度调节比;f1,f2,...,fn的初始化范围为[0,1];

各个粒子的速度初始化为:(v1,v2,...,vn),其中,v1,v2,...,vn分别为灯1,2,…,n的亮度调节比的变化速度,v1,v2,...,vn的初始化范围为[-0.5,0.5];

(4)根据适应度函数对每个粒子的适应度值进行计算,确定粒子的历史最优解;所述适应度函数如下所示:

式中,e1,e2,…,ej,…,em为传感器1,2,…,m接受的来自灯1,2,…,n的照度总和;

a11,…,aij,…,amn为照明系数;

f1,f2,...,fn分别为灯1,2,…,n的亮度调节比;

cost为适应度值;

m为传感器的总数,n为灯的总数,i为传感器的序号,j为灯的序号;

t为目标照度;

penalty为补偿系数;

(5)根据历史最优解的粒子迭代每个粒子的速度,具体为:

第k+1次迭代后粒子h的速度为:其中,k是迭代次数,是更新前粒子h的粒子速度,h的范围为[0,s],s为粒子群的粒子总数,ω是粒子h的粒子惯性权值,ph是粒子h的历史最优位置,是粒子h在第k次迭代的位置,pg是全局最优位置,是加速度系数,为设定值,取值区间为[0,4];

(6)迭代每个粒子的位置,具体为:

第k+1次迭代后粒子h的位置为:

其中,为粒子h在第k+1次迭代的位置;为粒子h在第k次迭代的位置;为粒子h第k+1次迭代的粒子速度;

(7)比较每个粒子的历史最优解,更新粒子群的全局最优解;

(8)若当前迭代次数达到最大迭代次数,或者适应度误差系数α≤5%,则输出当前的最优解;否则,粒子群优化算法pso将再次从第四步开始进行迭代;

(9)输出最优解粒子,即隧道照明系统中每盏灯的最优照度配置方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于pso和rbfnn的隧道交通照明系统智能控制方法,其特征在于,所述适应度值越小表示这个粒子越接近最优位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于pso和rbfnn的隧道交通照明系统智能控制方法,其特征在于,所述最大迭代次数根据实验选定,算法收敛时的迭代次数通常定为最大迭代次数。

4.根据权利要求1所述的一种基于pso和rbfnn的隧道交通照明系统智能控制方法,其特征在于,所述适应度误差系数其中,t为目标照度。


技术总结
本发明涉及一种基于PSO和RBFNN的隧道交通照明系统智能控制方法,包括以下步骤:先根据隧道的照明条件,由RBFNN确定照明系数;再将照明系数输入PSO中;然后对PSO中粒子群的各个粒子的位置和速度进行初始化;再根据适应度函数对每个粒子的适应度值进行计算,确定粒子的历史最优解;进而根据历史最优解的粒子迭代每个粒子的速度以及迭代每个粒子的位置;最后根据适应度函数对每个粒子的历史最优解进行评估,更新集群的全局最优解;若当前迭代次数达到最大迭代次数,或者当前的最优解符合适应度值,则输出当前的最优解,即隧道照明系统中每盏灯的最优照度配置方案;本发明的方法具有较强的学习能力,保证亮度舒适的情况下节约隧道的能量。

技术研发人员:金允泰;周武能;郑建立;李宏亮
受保护的技术使用者:东华大学;上海吞山智能科技有限公司
技术研发日:2020.05.06
技术公布日:2020.08.18
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